特許 6535519 生体鉗子及び観察システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6535519

(24)【登録日】2019年6月7日

(45)【発行日】2019年6月26日

(54)【発明の名称】生体鉗子及び観察システム

(51)【国際特許分類】

   A61B 17/29 20060101AFI20190617BHJP

   A61B 10/06 20060101ALI20190617BHJP

【ＦＩ】

   A61B17/29

   A61B10/06

【請求項の数】12

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2015-121284(P2015-121284)

(22)【出願日】2015年6月16日

(65)【公開番号】特開2017-6156(P2017-6156A)

(43)【公開日】2017年1月12日

【審査請求日】2018年4月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000113263

【氏名又は名称】ＨＯＹＡ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078880

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 修平

(74)【代理人】

【識別番号】100183760

【弁理士】

【氏名又は名称】山鹿 宗貴

(72)【発明者】

【氏名】橘 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】宅島 秀典

【審査官】 宮下 浩次

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００２−５０５９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２４３０３１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１３−５０４４００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ １７／００ − １７／９４

Ａ６１Ｂ １０／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可撓性シース内に挿通配置された操作ワイヤが軸線方向に進退操作されることにより、該可撓性シースの先端に配置された一対の鉗子カップが嘴状に開閉動作される生体鉗子であって、
前記一対の鉗子カップは、
対向する互いの内側部に、第一の凹部と、採取した組織片を収容するための第二の凹部と、該第二の凹部と該第一の凹部とを離隔する離隔壁が形成されており、
前記一対の鉗子カップの間にカメラモジュールが配置されており、
前記カメラモジュールは、
前記一対の鉗子カップが閉じられると、一対の前記第一の凹部が合わさることによって規定される第一の空間内に収容される、
生体鉗子。

【請求項2】

可撓性シース内に挿通配置された操作ワイヤが軸線方向に進退操作されることにより、該可撓性シースの先端に配置された一対の鉗子カップが嘴状に開閉動作される生体鉗子であって、
前記一対の鉗子カップは、
対向する互いの内側部に第一の凹部が形成されており、
前記一対の鉗子カップの間にカメラモジュールが配置されており、
前記カメラモジュールは、
前記一対の鉗子カップが閉じられると、一対の前記第一の凹部が合わさることによって規定される第一の空間内に収容され、
前記生体鉗子は、
前記カメラモジュールを制御すると共に該カメラモジュールより出力される画像データを外部装置に送信する制御ユニット
を備え、
前記制御ユニットは、
前記操作ワイヤを操作する操作部付近に着脱可能に取り付けられている、
生体鉗子。

【請求項3】

可撓性シース内に挿通配置された操作ワイヤが軸線方向に進退操作されることにより、該可撓性シースの先端に配置された一対の鉗子カップが嘴状に開閉動作される生体鉗子であって、
前記一対の鉗子カップは、
対向する互いの内側部に第一の凹部が形成されており、
前記一対の鉗子カップの間にカメラモジュールが固定されており、
前記カメラモジュールは、
前記一対の鉗子カップが閉じられると、一対の前記第一の凹部が合わさることによって規定される第一の空間内に収容される、
生体鉗子。

【請求項4】

前記カメラモジュールは、
前記一対の鉗子カップを開閉可能に支持する支軸の付近に配置されている、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の生体鉗子。

【請求項5】

請求項１から請求項４の何れか一項に記載の生体鉗子と、
前記カメラモジュールより出力される画像データを処理する画像処理装置と、
前記画像処理装置にて処理された画像データに基づき、前記カメラモジュールによる第一の撮影画像を表示画面に表示する表示装置と、
を備える、
観察システム。

【請求項6】

前記生体鉗子が挿入配置される鉗子チャネルを持つ電子スコープ
を備え、
前記画像処理装置は、
前記カメラモジュールによる第一の撮影画像と、前記電子スコープによる第二の撮影画像とを前記表示装置の表示画面内に並べて表示させる、
請求項５に記載の観察システム。

【請求項7】

前記画像処理装置は、
前記第二の撮影画像内に写る前記生体鉗子を検出し、
検出された生体鉗子の位置に基づき、前記第一の撮影画像に写る範囲を示す枠を前記第二の撮影画像に重畳して前記表示装置の表示画面に表示させる、
請求項６に記載の観察システム。

【請求項8】

前記画像処理装置は、
前記第一の撮影画像内の所定位置に所定の指標を重畳して前記表示装置の表示画面に表示させる、
請求項６又は請求項７の何れか一項に記載の観察システム。

【請求項9】

前記鉗子チャネル内に所定のガイド路が形成されており、
前記生体鉗子は、
前記ガイド路の内壁形状に対応する被ガイド部が前記鉗子カップの後方に設けられている、
請求項６から請求項８の何れか一項に記載の観察システム。

【請求項10】

前記ガイド路は、
前記被ガイド部の向きを規定することにより、前記カメラモジュールの向きを規定する向き規定形状を持つ、
請求項９に記載の観察システム。

【請求項11】

前記ガイド路は、
前記生体鉗子が突出配置される前記鉗子チャネルの突出口近傍に形成されており、
前記鉗子チャネルは、
前記被ガイド部の全体が前記ガイド路を超えないように、前記生体鉗子の突出方向の動きを規制する規制部が形成されている、
請求項９又は請求項１０に記載の観察システム。

【請求項12】

前記画像処理装置は、
前記第一、前記第二の撮影画像内のそれぞれに写る被写体の動き方向を検出し、
検出されたそれぞれの被写体の動き方向に基づいて前記カメラモジュールの向きを検出し、
検出されたカメラモジュールの向きに基づいて、前記第一の撮影画像内に写る被写体の動き方向と、前記第二の撮影画像内に写る被写体の動き方向とが一致するように、該第一の撮影画像と該第二の撮影画像の少なくとも一方の向きを回転させて、前記表示装置の表示画面に表示させる、
請求項６から請求項１１の何れか一項に記載の観察システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、体腔内の生体組織の把持や切開を行うための生体鉗子及び体腔内を観察するための観察システムに関する。

【背景技術】

【0002】

内視鏡検査や内視鏡下外科手術において生体組織の把持や切開を行うための生体鉗子が知られている。例えば特許文献１や特許文献２に、この種の生体鉗子の具体的構成が記載されている。

【0003】

特許文献１や特許文献２に例示されるように、生体鉗子は、可撓性シース内に挿通配置された操作ワイヤが軸線方向に進退操作されることにより、可撓性シースの先端に配置された一対の鉗子カップが嘴状に開閉動作される構成となっている。術者は、例えば、電子スコープによる撮影画像を通じて体腔内を観察し、対象組織を発見すると、撮影画像を視認しながら生体鉗子を操作して対象組織を採取する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５−３３４００１号公報

【特許文献2】特開昭５８−８３９５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

術者は、生体鉗子と対象組織との位置関係を視覚的に把握するため、生体鉗子と対象組織とを一画面内に写す必要がある。生体鉗子と対象組織とを一画面内に写すためには、典型的には、生体鉗子を斜め後方から写し且つ対象組織を斜め前方から写す必要がある。この状態で、術者は、生体鉗子を操作して対象組織を採取する。この場合、例えば、生体鉗子を対象組織に向けて直進させて近付けると、表示画面上の生体鉗子は、画面奥行方向に移動するだけでなく斜め方向にも移動する。すなわち、操作による生体鉗子の実際の移動方向と、生体鉗子の表示画面上での移動方向とが異なる。そのため、生体鉗子を精確に操作するには術者の熟練が必要とされる。

【0006】

また、例えば、対象組織を採取するために生体鉗子を近付けると、対象組織が生体鉗子自体で隠れてしまう。そのため、術者は、対象組織を採取する際、視覚に頼ることができず生体鉗子を感覚的に操作しなければならない。このような場合も生体鉗子を精確に操作するため、術者の熟練が必要とされる。

【0007】

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、操作性を向上させるのに好適な生体鉗子、及び該生体鉗子を備える観察システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一実施形態に係る生体鉗子は、可撓性シース内に挿通配置された操作ワイヤが軸線方向に進退操作されることにより、該可撓性シースの先端に配置された一対の鉗子カップが嘴状に開閉動作されるものである。本発明の一実施形態において、一対の鉗子カップは、対向する互いの内側部に第一の凹部が形成されており、一対の鉗子カップの間にカメラモジュールが配置されている。カメラモジュールは、一対の鉗子カップが閉じられると、一対の第一の凹部が合わさることによって規定される第一の空間内に収容される。

【0009】

また、本発明の一実施形態において、カメラモジュールは、一対の鉗子カップを開閉可能に支持する支軸の付近に配置されたものであってもよい。

【0010】

また、本発明の一実施形態において、一対の鉗子カップは、対向する互いの内側部に、採取した組織片を収容するための第二の凹部が形成されており、且つ第二の凹部と第一の凹部とを離隔する離隔壁が形成されたものであってもよい。

【0011】

また、本発明の一実施形態に係る生体鉗子は、カメラモジュールを制御すると共に該カメラモジュールより出力される画像データを外部装置に送信する制御ユニットを備える構成としてもよい。この制御ユニットは、例えば、操作ワイヤを操作する操作部付近に着脱可能に取り付けられている。

【0012】

また、本発明の一実施形態に係る観察システムは、上記の生体鉗子と、カメラモジュールより出力される画像データを処理する画像処理装置と、画像処理装置にて処理された画像データに基づき、カメラモジュールによる第一の撮影画像を表示画面に表示する表示装置とを備える構成としてもよい。

【0013】

また、本発明の一実施形態に係る観察システムは、生体鉗子が挿入配置される鉗子チャネルを持つ電子スコープを備える構成としてもよい。この構成において、画像処理装置は、カメラモジュールによる第一の撮影画像と、電子スコープによる第二の撮影画像とを表示装置の表示画面内に並べて表示させてもよい。

【0014】

また、本発明の一実施形態において、画像処理装置は、第二の撮影画像内に写る生体鉗子を検出し、検出された生体鉗子の位置に基づき、第一の撮影画像に写る範囲を示す枠を第二の撮影画像に重畳して表示装置の表示画面に表示させる構成としてもよい。

【0015】

また、本発明の一実施形態において、画像処理装置は、第一の撮影画像内の所定位置に所定の指標を重畳して表示装置の表示画面に表示させる構成としてもよい。

【0016】

また、本発明の一実施形態において、電子スコープの鉗子チャネル内に所定のガイド路が形成されてもよく、また、生体鉗子は、ガイド路の内壁形状に対応する被ガイド部が鉗子カップの後方に設けられた構成としてもよい。

【0017】

また、本発明の一実施形態において、ガイド路は、被ガイド部の向きを規定することにより、カメラモジュールの向きを規定する向き規定形状を持つものであってもよい。

【0018】

また、本発明の一実施形態において、ガイド路は、例えば、生体鉗子が突出配置される鉗子チャネルの突出口近傍に形成されている。また、鉗子チャネルは、例えば、被ガイド部の全体がガイド路を超えないように、生体鉗子の突出方向の動きを規制する規制部が形成されている。

【0019】

また、本発明の一実施形態において、画像処理装置は、第一、第二の撮影画像内のそれぞれに写る被写体の動き方向を検出し、検出されたそれぞれの被写体の動き方向に基づいてカメラモジュールの向きを検出し、検出されたカメラモジュールの向きに基づいて、第一の撮影画像内に写る被写体の動き方向と、第二の撮影画像内に写る被写体の動き方向とが一致するように、該第一の撮影画像と該第二の撮影画像の少なくとも一方の向きを回転させて、表示装置の表示画面に表示させる構成としてもよい。

【発明の効果】

【0020】

本発明の一実施形態によれば、操作性を向上させるのに好適な生体鉗子、及び該生体鉗子を備える観察システムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態に係る電子内視鏡システムの外観図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る生体鉗子の構成を示す側面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る生体鉗子の先端の構成を拡大して示す側断面図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る電子内視鏡システムに生体鉗子を組み合わせた観察システムの構成例を模式的に示す図である。

【図5】本発明の変形例１に係る観察システムの構成を模式的に示す図である。

【図6】本発明の変形例２に係る観察システムの構成を模式的に示す図である。

【図7】本発明の変形例３に係る観察システムの構成を模式的に示す図である。

【図8】本発明の変形例４に係る観察システムの構成を模式的に示す図である。

【図9】本発明の変形例５に係る観察システムの構成を模式的に示す図である。

【図10】本発明の変形例６に係る観察システムの構成を模式的に示す図である。

【図11】本発明の変形例７に係る観察システムの構成を模式的に示す図である。

【図12】本発明の変形例８に係る観察システムの構成を模式的に示す図である。

【図13】本発明の変形例９に係る電子スコープ及び生体鉗子の構成を模式的に示す図である。

【図14】本発明の変形例１０に係る電子スコープ及び生体鉗子の構成を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、本発明の一実施形態として電子内視鏡システムを例に取り説明する。

【0023】

［電子内視鏡システム１の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る電子内視鏡システム１の外観図である。図１に示されるように、本実施形態に係る電子内視鏡システム１は、電子スコープ１００、プロセッサ２００及びモニタ３００を備えている。

【0024】

図１に示されるように、電子スコープ１００は、可撓性を有するシースによって外装された挿入部可撓管１０２を備えている。挿入部可撓管１０２の先端部分（湾曲部１０６）は、挿入部可撓管１０２の基端に連結された手元操作部１０８からの遠隔操作に応じて湾曲する。湾曲機構は、一般的な内視鏡に組み込まれている周知の機構であり、手元操作部１０８の湾曲操作ノブの回転操作に連動した操作ワイヤの牽引によって湾曲部１０６を湾曲させる。湾曲部１０６の先端には、硬質性を有する樹脂製筐体によって外装された先端部１０４の基端が連結している。先端部１０４の方向が湾曲操作ノブの回転操作による湾曲動作に応じて変わることにより、電子スコープ１００による撮影領域が移動する。また、手元操作部１０８からはユニバーサルケーブル１１０が延びており、その基端にコネクタ部１１２が接続されている。

【0025】

コネクタ部１１２は、硬質性を有する合成樹脂で成形されたコネクタケース１１２ａを備えている。コネクタケース１１２ａは、略対称形状を持つ表側ケースと裏側ケースからなり、表側ケースと裏側ケースとを嵌め合わせることによって規定される閉空間内に電子回路基板等の各種部品を収容し保持すると共に外部衝撃から保護している。コネクタケース１１２ａは、電気接続用プラグＰｅ及び光接続用プラグＰｏを保持している。

【0026】

プロセッサ２００が持つ筐体２０２のフロントパネル面には、コネクタ部が設けられている。コネクタ部は、電気接続用ジャックＪｅ及び光接続用ジャックＪｏを備えている。電気接続用ジャックＪｅは、プロセッサ２００に内蔵されている画像処理装置と電気的に接続されており、光接続用ジャックＪｏは、プロセッサ２００に内蔵されている光源装置と光学的に接続されている。

【0027】

電気接続用ジャックＪｅは、電気接続用プラグＰｅに対応する接続構造を有しており、光接続用ジャックＪｏは、光接続用プラグＰｏに対応する接続構造を有している。電気接続用プラグＰｅ、光接続用プラグＰｏがそれぞれ、電気接続用ジャックＪｅ、光接続用ジャックＪｏと接続されることで、電子スコープ１００とプロセッサ２００とが電気的及び光学的に接続される。これにより、プロセッサ２００（光源装置）より射出された照射光が電子スコープ１００内を伝送されて先端部１０４の配光レンズより放射されて被写体を照射する。照射光により照射された被写体からの戻り光は、先端部１０４内に実装された撮像素子にて受光され、電気的な画像信号に変換されて電子スコープ１００内を伝送される。電子スコープ１００内を伝送された画像信号は、プロセッサ２００（画像処理装置）にて処理されてモニタ３００に出力される。これにより、モニタ３００の表示画面に、電子スコープ１００による被写体の撮影画像が表示される。

【0028】

[生体鉗子４００の構成]
図１に示されるように、電子スコープ１００は、鉗子チャネル１１４を備えている。鉗子チャネル１１４には、体腔内の生体組織の把持や切開を行うための生体鉗子４００が挿入される。図２に、生体鉗子４００の構成を示す。図２は、生体鉗子４００の外観側面図である。図３は、生体鉗子４００の先端の構成を拡大して示す側断面図である。

【0029】

図２に示されるように、生体鉗子４００は、手元操作部本体４０２を有している。手元操作部本体４０２は、スライド操作部材４０４を矢印Ａ方向にスライド自在に支持している。手元操作部本体４０２には、可撓性シース４０８の基端が連結されている。可撓性シース４０８は、例えば四フッ化エチレン樹脂チューブ等のような滑りのよい電気絶縁性の可撓性チューブである。可撓性シース４０８の基端部分は、折れ止めチューブ４１０によって補強されている。

【0030】

可撓性シース４０８内には、軸線方向に進退可能な操作ワイヤ４１２が全長に亘って挿通配置されている。操作ワイヤ４１２は、ステンレス鋼線製の撚り線又は単線からなる２本のワイヤである。図２に示されるように、操作ワイヤ４１２の基端は、スライド操作部材４０４に固定されている。図３に示されるように、操作ワイヤ４１２の先端は、可撓性シース４０８の先端から突出して、一対の鉗子カップ４２０の後端部分（駆動腕４２０ｅ）に形成された小孔４２０ａに係合している。

【0031】

可撓性シース４０８の先端には、枠本体４２４が取り付けられている。枠本体４２４の先寄りの部分は、スリット４２４ｂによって大きく分割されることにより、一対の支持アーム４２４ａとして形成されている。枠本体４２４の前端付近では、支軸４２６の各端部が各支持アーム４２４ａにカシメ固定されて、支持アーム４２４ａ間（スリット４２４ｂ内）に架設されている。支持アーム４２４ａ間に架設された支軸４２６は、鉗子カップ４２０を回転可能に軸支している。

【0032】

術者がスライド操作部材４０４を手元操作部本体４０２に対して矢印Ａ方向にスライド操作すると、操作ワイヤ４１２が軸線方向に進退する。各鉗子カップ４２０の後端部分（駆動腕４２０ｅ）が各操作ワイヤ４１２の先端と連結されているため、各操作ワイヤ４１２の軸線方向の進退に伴い、各鉗子カップ４２０の全体が支軸４２６を中心にして嘴状に開閉動作する。

【0033】

より詳細には、術者がスライド操作部材４０４を手元操作部本体４０２に対して矢印Ａ方向（図１（ａ）参照）にスライド操作すると、操作ワイヤ４１２は、可撓性シース４０８内を軸線方向に進退する。一対の鉗子カップ４２０は、軸線方向に移動する操作ワイヤ４１２との係合により、支軸４２６を中心に回動（すなわち、嘴状に開閉動作）する。例えば、術者がスライド操作部材４０４を手元操作部本体４０２に対して押し出す方向にスライド操作すると、一対の鉗子カップ４２０が開き（図３（ａ）参照）、術者がスライド操作部材４０４を手元操作部本体４０２側に引き込む方向にスライド操作すると、一対の鉗子カップ４２０が閉じる（図３（ｂ）参照）。

【0034】

鉗子カップ４２０の基端側（支軸４２６付近且つ前方）であって、一対の鉗子カップ４２０（及び一対の支持アーム４２４ａ）の間には、カメラモジュール４３０が配置されている。カメラモジュール４３０は、支持アーム４２４ａ間で、支軸４２６と一体に形成された支持片４２８に接着固定されている。支持片４２８には、可撓性シース４０８及び操作ワイヤ４１２の軸線方向に貫通孔が形成され、この貫通孔内にカメラモジュール４３０が嵌挿されている。カメラモジュール４３０は、円筒状の筐体の前面側に撮影レンズを取り付けて、該筐体内に撮像素子チップを設置し封止した構成となっている。

【0035】

図３に示されるように、一対の鉗子カップ４２０は、対向する互いの内側部に第一の凹部４２０ｂが形成されており、一対の鉗子カップ４２０が閉じられると、カメラモジュール４３０が鉗子カップ４２０と機械的に干渉することなく、それぞれの第一の凹部４２０ｂが合わさることによって規定される空間内に収容される（図３（ｂ）参照）。すなわち、カメラモジュール４３０は、一対の鉗子カップ４２０の間に位置するものの、鉗子カップ４２０の動きを妨げることがない。

【0036】

一対の鉗子カップ４２０は、対向する互いの内側部に第二の凹部４２０ｃが形成されている。切除（採取）された組織片は、第二の凹部４２０ｃに収容される。

【0037】

第一の凹部４２０ｂと第二の凹部４２０ｃとの間には離隔壁４２０ｄが形成されている。組織片が採取されて第二の凹部４２０ｃに収容される際、一対の鉗子カップ４２０が閉じられることにより、第一の凹部４２０ｂによって規定される空間と第二の凹部４２０ｃによって規定される空間とが離隔壁４２０ｄによって離隔される。そのため、第二の凹部４２０ｃに収容された組織片がカメラモジュール４３０の撮影レンズに付着して、撮影を阻害するという問題が避けられる。

【0038】

カメラモジュール４３０の筐体の背面には貫通孔が形成されており、撮像素子チップの信号伝送ケーブル４３２が貫通孔を介して引き出されている。貫通孔を介して引き出された信号伝送ケーブル４３２は、一対の支持アーム４２４ａの間（スリット４２４ｂ）を通され、且つ枠本体４２４に形成された小孔を通されたうえで、可撓性シース４０８内を先端側から基端側に引き回され、手元操作部本体４０２内部を通されて、スライド操作部材４０４に取り付けられたカメラ制御ユニット４３４に接続される。

【0039】

カメラ制御ユニット４３４は、撮像素子チップを駆動制御する駆動制御回路、撮像素子チップより出力される画像データを送信する送信回路及び電源回路を備えている。撮像素子チップは、カメラ制御ユニット４３４による駆動制御下で撮像処理を行い、撮像処理によって得られた画像データをカメラ制御ユニット４３４に出力する。

【0040】

なお、生体鉗子４００は、衛生面に配慮して基本的にディスポーザブル品となっている。しかし、カメラ制御ユニット４３４は、生体鉗子４００の他の構成部品と比べると高価であり、また、体腔内に挿入されないことから体液や血液等による汚れが少ない。そこで、カメラ制御ユニット４３４は、スライド操作部材４０４に設けられた不図示の取付部に対して着脱可能となっている。カメラ制御ユニット４３４は、生体鉗子４００の使用が終わると取り外されて、洗浄等される。洗浄後のカメラ制御ユニット４３４は、新品の生体鉗子４００に取り付けられて再利用される。カメラ制御ユニット４３４以外の生体鉗子４００の構成部品は、廃棄される。

【0041】

[生体鉗子４００を利用した観察]
図４は、電子内視鏡システム１に生体鉗子４００を組み合わせた観察システム２の構成例を模式的に示す図である。図４に示されるように、生体鉗子４００は、鉗子チャネル１１４に挿入され、先端部１０４に形成された鉗子チャネル１１４の突出口より、鉗子カップ４２０を含む先端部分が突出配置されている。

【0042】

図４に示されるように、カメラ制御ユニット４３４は、撮像素子チップより入力された画像データをプロセッサ２００に無線送信する。プロセッサ２００は、内蔵の無線通信インタフェースによってカメラ制御ユニット４３４より送信された画像データを受信し、受信された画像データに対してデモザイキング、マトリックス演算、ホワイトバランス調整、ガンマ補正等の所定の信号処理を施して画面データ（サブ画面データ）を生成する。また、プロセッサ２００は、同時に撮像を行っている電子スコープ１００より入力される画像データに対しても、デモザイキング、マトリックス演算、ホワイトバランス調整、ガンマ補正等の所定の信号処理を施して画面データ（メイン画面データ）を生成する。プロセッサ２００は、生成されたメイン画面データとサブ画面データとを一画面に並べたモニタ表示用の画像データを生成し、生成されたモニタ表示用の画面データを所定のビデオフォーマット信号に変換する。変換されたビデオフォーマット信号は、モニタ３００に出力される。これにより、図４に例示されるように、メイン画面Ｇｍとサブ画面Ｇｓとが一画面に並んだものがモニタ３００の表示画面に表示される。

【0043】

以下、説明の便宜上、カメラモジュール４３０（カメラ制御ユニット４３４）より出力される画像データを「鉗子画像データ」と記し、電子スコープ１００より出力される画像データを「内視鏡画像データ」と記す。

【0044】

カメラモジュール４３０（撮像素子チップ）は、一対の鉗子カップ４２０の間に配置されていることから、採取や止血の対象となる生体組織を、正対する位置で撮影することができる。そのため、例えば、生体鉗子４００を生体組織に向けて直進させて近付けると、サブ画面Ｇｓに写る範囲が画面奥行方向（奥側の方向）に移動し、その移動量に応じてサブ画面Ｇｓ上の生体組織が大きく表示される。すなわち、操作による生体鉗子４００の実際の移動方向と、サブ画面Ｇｓに写る範囲の移動方向とが一致する。術者は、操作による生体鉗子４００の移動方向と一致する情報（サブ画面Ｇｓに写る範囲の移動方向）を視覚的に把握することができるため、生体鉗子４００を操作し易くなる。すなわち、生体鉗子４００の操作性が向上する。

【0045】

また、カメラモジュール４３０（撮像素子チップ）は、一対の鉗子カップ４２０の間に配置されていることから、一対の鉗子カップ４２０が完全に閉じられる直前まで、採取や止血の対象となる生体組織を、正対する位置で撮影することができる。術者は、このようなカメラモジュール４３０による撮影画像（サブ画面Ｇｓ）を通じて生体組織を視認することができるため、生体鉗子４００を操作し易くなる。すなわち、この点においても、生体鉗子４００の操作性が向上する。

【0046】

鉗子カップ４２０は、鉗子チャネル１１４の突出口より突出配置されると、基本的には、電子スコープ１００の撮影範囲に入るため、メイン画面Ｇｍ内に写る。プロセッサ２００は、メイン画面Ｇｍ内に写る鉗子カップ４２０をパターンマッチング等の周知の方法で検出し、検出された鉗子カップ４２０の位置に応じてメイン画面Ｇｍ内に検出枠Ｆを重畳して表示させる（図４参照）。検出枠Ｆは、カメラモジュール４３０による大凡の撮影範囲（サブ画面Ｇｓに写る大凡の範囲）を示している。メイン画面Ｇｍ内に検出枠Ｆを表示させることで、カメラモジュール４３０が体腔内のどの辺りを撮像しているかを術者に把握させ易くなる。

【0047】

また、図４に示されるように、サブ画面Ｇｓには、撮影範囲の中心（サブ画面Ｇｓの中心）に、所定の指標（レチクル等）Ｍが重畳して表示される。指標Ｍは、例えば、鉗子カップ４２０による生体組織の大凡の採取の範囲を示している。

【0048】

また、電子スコープ１００に搭載された撮像素子と生体鉗子４００のカメラモジュール４３０との位置関係が固定されていないため、電子スコープ１００による撮影画像（メイン画面Ｇｍ）と、カメラモジュール４３０による撮影画像（サブ画面Ｇｓ）との向きは必ずしも一致しない。

【0049】

そこで、本実施形態では、下記の自動回転表示制御が行われてもよい。例示的には、勾配法（オプティカルフロー）等の周知の動き推定方法を用いて各撮影画像に写る被写体の動き（向き）が検出され、検出されたそれぞれの被写体の動き方向に基づいて該撮像素子に対するカメラモジュール４３０（撮像素子チップ）の向きが検出される。次いで、検出されたカメラモジュール４３０の向きに基づいて、メイン画面Ｇｍ内に写る被写体の動き方向と、サブ画面Ｇｓ内に写る被写体の動き方向とが一致するように、メイン画面Ｇｍとサブ画面Ｇｓの少なくとも一方の向きが回転されて、モニタ３００の表示画面上への表示が行われる。メイン画面Ｇｍに写る撮影画像の向きとサブ画面Ｇｓに写る撮影画像の向きとが一致することにより、術者は、メイン画面Ｇｍとサブ画面Ｇｓに写る被写体の対応関係を把握し易くなり、体腔内の観察等をより一層的確に行うことができる。

【0050】

以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本発明の実施形態に含まれる。

【0051】

電子内視鏡システム１に生体鉗子４００を組み合わせた観察システム２の構成は、図４に例示される構成に限らない。図５〜図１２の各図に、観察システム２の変形例の構成を示す。

【0052】

［変形例１］
図５は、変形例１に係る観察システム２の構成を模式的に示す図である。図５に示されるように、本変形例１に係る観察システム２は、モニタ３１０及び画像処理ユニット５００を備えている。カメラ制御ユニット４３４より無線送信された鉗子画像データは、画像処理ユニット５００にて受信される。画像処理ユニット５００は、受信された鉗子画像データに対して所定の信号処理を施してモニタ表示用の画面データを生成し、生成されたモニタ表示用の画面データを所定のビデオフォーマット信号に変換する。変換されたビデオフォーマット信号は、モニタ３１０に出力される。これにより、図５に例示されるように、カメラモジュール４３０による撮影画像がモニタ３１０の表示画面に表示される。また、モニタ３００の表示画面には、電子スコープ１００による撮影画像が表示される。本変形例１によれば、電子スコープ１００及びプロセッサ２００を生体鉗子４００に合わせて専用に設計にする必要がない。言い換えると、電子スコープ１００及びプロセッサ２００については、既存の装置を利用することができる。なお、例えばモニタ３００が２種類の入力映像を２分割画面で同時に表示することが可能なものである場合は、図４のように、電子スコープ１００による撮影画像とカメラモジュール４３０による撮影画像とをモニタ３００の表示画面上に並べて表示することができる。

【0053】

［変形例２］
図６は、変形例２に係る観察システム２の構成を模式的に示す図である。図６に示されるように、本変形例２では、カメラ制御ユニット４３４より無線送信された鉗子画像データは、電子スコープ１００の手元操作部１０８に内蔵された無線通信インタフェースにて受信される。電子スコープ１００は、カメラ制御ユニット４３４より受信した鉗子画像データ及び自身の撮像処理によって生成された内視鏡画像データをプロセッサ２００に出力する。プロセッサ２００は、電子スコープ１００より入力される鉗子画像データ及び内視鏡画像データに基づき、メイン画面Ｇｍとサブ画面Ｇｓとが一画面に並ぶ画像をモニタ３００の表示画面に表示させる（図６参照）。

【0054】

［変形例３］
図７は、変形例３に係る観察システム２の構成を模式的に示す図である。図７に示されるように、本変形例３に係る観察システム２は、受信ユニット６００を備えている。受信ユニット６００は、電子スコープ１００の手元操作部１０８に着脱可能に取り付けられている。カメラ制御ユニット４３４より無線送信された鉗子画像データは、受信ユニット６００にて受信される。電子スコープ１００は、受信ユニット６００にて受信された鉗子画像データ及び自身の撮像処理によって生成された内視鏡画像データをプロセッサ２００に出力する。プロセッサ２００は、電子スコープ１００より入力される鉗子画像データ及び内視鏡画像データに基づき、メイン画面Ｇｍとサブ画面Ｇｓとが一画面に並ぶ画像をモニタ３００の表示画面に表示させる（図７参照）。

【0055】

［変形例４］
図８は、変形例４に係る観察システム２の構成を模式的に示す図である。図８に示されるように、本変形例４では、カメラ制御ユニット４３４より無線送信された鉗子画像データは、電子スコープ１００のコネクタ部１１２に内蔵された無線通信インタフェースにて受信される。電子スコープ１００は、カメラ制御ユニット４３４より受信した鉗子画像データ及び自身の撮像処理によって生成された内視鏡画像データをプロセッサ２００に出力する。プロセッサ２００は、電子スコープ１００より入力される鉗子画像データ及び内視鏡画像データに基づき、メイン画面Ｇｍとサブ画面Ｇｓとが一画面に並ぶ画像をモニタ３００の表示画面に表示させる（図８参照）。

【0056】

［変形例５］
図９は、変形例５に係る観察システム２の構成を模式的に示す図である。本変形例５では、生体鉗子４００の信号伝送ケーブル４３２が電子スコープ１００の手元操作部１０８に設けられた端子に直接接続されている。手元操作部１０８の内部には、カメラ制御ユニット４３４に相当するカメラ制御回路が実装されている。電子スコープ１００は、信号伝送ケーブル４３２を伝送された鉗子画像データを受信し、受信された鉗子画像データ及び自身の撮像処理によって生成された内視鏡画像データをプロセッサ２００に出力する。プロセッサ２００は、電子スコープ１００より入力される鉗子画像データ及び内視鏡画像データに基づき、メイン画面Ｇｍとサブ画面Ｇｓとが一画面に並ぶ画像をモニタ３００の表示画面に表示させる（図９参照）。

【0057】

［変形例６］
図１０は、変形例６に係る観察システム２の構成を模式的に示す図である。本変形例６では、カメラ制御ユニット４３４は、電子スコープ１００の手元操作部１０８に着脱可能に取り付けられている。生体鉗子４００の信号伝送ケーブル４３２は、手元操作部１０８に取り付けられたカメラ制御ユニット４３４に接続されている。電子スコープ１００は、カメラ制御ユニット４３４を介して受信した鉗子画像データ及び自身の撮像処理によって生成された内視鏡画像データをプロセッサ２００に出力する。プロセッサ２００は、電子スコープ１００より入力される鉗子画像データ及び内視鏡画像データに基づき、メイン画面Ｇｍとサブ画面Ｇｓとが一画面に並ぶ画像をモニタ３００の表示画面に表示させる（図１０参照）。

【0058】

［変形例７］
図１１は、変形例７に係る観察システム２の構成を模式的に示す図である。本変形例７では、生体鉗子４００の信号伝送ケーブル４３２がプロセッサ２００の筐体２０２に設けられた端子に直接接続されている。筐体２０２の内部には、カメラ制御ユニット４３４に相当するカメラ制御回路が実装されている。プロセッサ２００は、信号伝送ケーブル４３２を伝送された鉗子画像データを受信すると共に、電子スコープ１００より内視鏡画像データを受信する。プロセッサ２００は、信号伝送ケーブル４３２より入力される鉗子画像データ及び電子スコープ１００より入力される内視鏡画像データに基づき、メイン画面Ｇｍとサブ画面Ｇｓとが一画面に並ぶ画像をモニタ３００の表示画面に表示させる（図１１参照）。

【0059】

［変形例８］
図１２は、変形例８に係る観察システム２の構成を模式的に示す図である。図１２に示されるように、本変形例８に係る観察システム２は、モニタ３１０及び画像処理ユニット５１０を備えている。本変形例８では、生体鉗子４００の信号伝送ケーブル４３２が画像処理ユニット５１０に直接接続されている。画像処理ユニット５１０は、カメラ制御ユニット４３４に相当するカメラ制御回路及び画像処理ユニット５００（図５の変形例１参照）に相当する画像処理回路を備えている。画像処理ユニット５１０は、信号伝送ケーブル４３２を伝送された鉗子画像データを受信し、受信された鉗子画像データに対して所定の信号処理を施してモニタ表示用の画面データを生成し、生成されたモニタ表示用の画面データを所定のビデオフォーマット信号に変換する。変換されたビデオフォーマット信号は、モニタ３１０に出力される。これにより、図１２に例示されるように、カメラモジュール４３０による撮影画像がモニタ３１０の表示画面に表示される。また、モニタ３００の表示画面には、電子スコープ１００による撮影画像が表示される。本変形例８によれば、変形例１と同様に、電子スコープ１００及びプロセッサ２００を生体鉗子４００に合わせて専用に設計にする必要がない。言い換えると、電子スコープ１００及びプロセッサ２００については、既存の装置を利用することができる。なお、例えばモニタ３００が２種類の入力映像を２分割画面で同時に表示することが可能なものである場合は、図４のように、電子スコープ１００による撮影画像とカメラモジュール４３０による撮影画像とをモニタ３００の表示画面上に並べて表示することができる。

【0060】

［変形例９］
次に、電子スコープ１００及び生体鉗子４００の変形例を説明する。図１３（ａ）に、変形例９に係る生体鉗子４００の先端部分の構成を斜視図によって模式的に示し、図１３（ｂ）に、変形例９に係る電子スコープ１００の先端部分の構成を側断面図によって模式的に示す。また、図１３（ｃ）〜図１３（ｅ）の各図に、鉗子チャネル１１４の断面形状を示す。具体的には、図１３（ｃ）に、図１３（ｂ）の線分Ａ−Ａにおける鉗子チャネル１１４の断面形状を示し、図１３（ｄ）に、図１３（ｂ）の線分Ｂ−Ｂにおける鉗子チャネル１１４の断面形状を示し、図１３（ｅ）に、図１３（ｂ）の線分Ｃ−Ｃにおける鉗子チャネル１１４の断面形状を示す。

【0061】

本変形例９において、生体鉗子４００の鉗子カップ４２０の後方には、図１３（ａ）に示されるように、被ガイド部４３６が設けられている。被ガイド部４３６は、直方体状に形成されており、生体鉗子４００の軸線方向（長手方向）と直交する断面形状が矩形状となっている。

【0062】

鉗子チャネル１１４は、基本的には、図１３（ｃ）に示されるように、断面が円形状となるように形成されたチャネルであり、生体鉗子４００の外形に対して十分に余裕のある内径を持っている。以下、説明の便宜上、断面が円形状に形成されたチャネル部分を「通常チャネル路１１４ａ」と記す。そのため、生体鉗子４００は、鉗子チャネル１１４の挿入口から鉗子チャネル１１４（通常チャネル路１１４ａ）内にスムーズに挿入される。鉗子チャネル１１４の断面形状は、突出口付近になると、円形状から徐々に絞られた異形状となり（図１３（ｄ）参照）、最終的には、突起形状が円周方向において９０°間隔で現れる略円形状となる（図１３（ｅ）参照）。以下、説明の便宜上、断面が該略円形状に形成されたチャネル部分を「ガイド路１１４ｂ」と記す。

【0063】

図１３（ｆ）に、鉗子チャネル１１４のガイド路１１４ｂと生体鉗子４００との寸法関係を示す。図１３（ｆ）中、ガイド路１１４ｂを実線で示し、生体鉗子４００については、その構成部品の中でも外形の特に大きい可撓性シース４０８及び被ガイド部４３６を破線で示す。図１３（ｆ）に示されるように、ガイド路１１４ｂの内壁形状は、被ガイド部４３６の外形状よりも僅かに大きい。そのため、被ガイド部４３６がガイド路１１４ｂに挿入されると、生体鉗子４００の先端部分（鉗子カップ４２０、カメラモジュール４３０等）について、軸線周りの回転動作が実質的に規制される。これにより、電子スコープ１００による撮影画像（メイン画面Ｇｍ）に対するカメラモジュール４３０による撮影画像（サブ画面Ｇｓ）の向きが固定される。

【0064】

術者は、生体鉗子４００を操作して（例えば、被ガイド部４３６をガイド路１１４ｂから抜き差し等する操作を行い）ガイド路１１４ｂに対する被ガイド部４３６の向きを調整することにより、メイン画面Ｇｍに写る撮影画像の向きとサブ画面Ｇｓに写る撮影画像の向きとを一致させることができる。これにより、術者は、メイン画面Ｇｍとサブ画面Ｇｓに写る被写体の対応関係を把握し易くなり、体腔内の観察等をより一層的確に行うことができる。本変形例９では、上述した自動回転表示制御を行う必要がないため、処理回路の負荷を抑えつつ、メイン画面Ｇｍに写る撮影画像の向きとサブ画面Ｇｓに写る撮影画像の向きとを一致させることが可能である。

【0065】

また、本変形例９において自動回転表示制御が実行されてもよい。本変形例９では、電子スコープ１００に対するカメラモジュール４３０の軸線周りの回転動作が物理的に規制されるため、自動回転表示制御の一度の実行により、メイン画面Ｇｍに写る撮影画像の向きとサブ画面Ｇｓに写る撮影画像の向きとが一致されると、以降は、その状態が保たれる。すなわち、本変形例９では、自動回転表示制御を一度だけ実行すればよく、リアルタイムで逐次実行する必要がないため、処理回路の負荷が抑えられる。

【0066】

また、図１３（ｆ）に示されるように、ガイド路１１４ｂの内壁形状は、可撓性シース４０８の外形状よりも小さい。そのため、生体鉗子４００は、可撓性シース４０８がガイド路１１４ｂと通常チャネル路１１４ａとの境界付近（例えば図１３（ｂ）の線分Ｂ−Ｂ辺り）で鉗子チャネル１１４の内壁と機械的に干渉し、突出方向の移動が規制される。生体鉗子４００の突出方向の移動が規制されることにより、被ガイド部４３６の全体がガイド路１１４ｂを超えて鉗子チャネル１１４の突出口から突出することはない。すなわち、突出方向の移動が規制される位置まで生体鉗子４００を押し込んだ場合も、被ガイド部４３６の少なくとも一部がガイド路１１４ｂ内に位置するため、カメラモジュール４３０の軸線周りの回転動作が実質的に規制されて、電子スコープ１００による撮影画像（メイン画面Ｇｍ）に対するカメラモジュール４３０による撮影画像（サブ画面Ｇｓ）の向きが固定された状態が保たれる。

【0067】

［変形例１０］
図１４に、ガイド路１１４ｂの変形例を示す。図１４（ａ）に、変形例１０に係る電子スコープ１００の先端部分の構成を側断面図によって模式的に示す。また、図１４（ｂ）、図１４（ｃ）の各図に、鉗子チャネル１１４の断面形状を示す。具体的には、図１４（ｂ）に、図１４（ａ）の線分Ｄ−Ｄにおける鉗子チャネル１１４（通常チャネル路１１４ａ）の断面形状を示し、図１４（ｃ）に、図１４（ａ）の線分Ｅ−Ｅにおける鉗子チャネル１１４（ガイド路１１４ｂ）の断面形状を示す。

【0068】

本変形例１０に係るガイド路１１４ｂは、図１４（ｃ）に示されるように、断面が矩形状となるように形成されている。このように、ガイド路１１４ｂを簡易な形状とすることにより、例えば、電子スコープ１００の製造コストやリードタイムが抑えられる。

【符号の説明】

【0069】

１ 電子内視鏡システム
２ 観察システム
１００ 電子スコープ
１０２ 挿入部可撓管
１０４ 先端部
１０６ 湾曲部
１０８ 手元操作部
１１０ ユニバーサルケーブル
１１２ コネクタ部
１１２ａ コネクタケース
１１４ 鉗子チャネル
１１４ａ 通常チャネル路
１１４ｂ ガイド路
Ｐｅ 電気接続用プラグ
Ｐｏ 光接続用プラグ
２００ プロセッサ
２０２ 筐体
Ｊｅ 電気接続用ジャック
Ｊｏ 光接続用ジャック
３００、３１０ モニタ
４００ 軟性鏡用鉗子
４０２ 操作部本体
４０４ スライド操作部材
４０８ 可撓性シース
４１０ 折れ止めチューブ
４１２ 操作ワイヤ
４２０ 鉗子カップ
４２０ａ 小孔
４２０ｂ 第一の凹部
４２０ｃ 第二の凹部
４２０ｄ 離隔壁
４２０ｅ 駆動腕
４２４ 枠本体
４２４ａ 支持アーム
４２６ 支軸
４２８ 支持片
４３０ カメラモジュール
４３２ 信号伝送ケーブル
４３４ カメラ制御ユニット
４３６ 被ガイド部
５００、５１０ 画像処理ユニット
６００ 受信ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】